Estudio teórico-experimental de la degradación troposférica de compuestos orgánicos volátiles halogenados y azufrados

La dinámica de las reacciones químicas en la atmósfera de compuestos orgánicos volátiles (COVs) es un tema de permanente interés por las implicaciones que tiene desde el punto de vista de la contaminación. Los fenómenos de destrucción de la capa de ozono, la generación de gases de invernadero y la lluvia ácida afectan directamente el bienestar de los seres humanos y los ciclos productivos de especies animales y vegetales. Por ello, la comprensión acabada de los ciclos atmosféricos, las especies que se generan, sus interacciones, y los posibles cambios en los procesos industriales donde algunas de estas sustancias se producen, son todos temas que atraen la atención de numerosos investigadores en todo el mundo. En este proyecto buscamos estudiar, mediante la colaboración entre un grupo experimental de la ciudad de Córdoba en Argentina y uno teórico-computacional en la ciudad de Montevideo, Uruguay, sistemas simples que son de gran interés en química atmosférica y para los cuales se carece aún de datos suficientemente precisos para todas las reacciones involucradas.En este proyecto nos proponemos estudiar dos sistemas comparados, donde se dan los problemas que mencionamos. Los dos sistemas que nos proponemos investigar son el trifluoropropil propionato (TFPP) y el trifluoroetil butirato (TFEB), isómeros estructurales que difieren únicamente en la posición relativa del oxígeno que vincula las cadenas carbonadas, y sus reacciones con cloro y el radical hidroxilo. En la segunda parte del proyecto se va a comparar las reacciones de abstracción de hidrógeno de los ésteres halogenados por átomos de cloro con la misma reacción pero para sulfuros. El propósito último es relacionarlo con los problemas de lluvia ácida que ocurren reiteradamente en torno a zonas industriales. En efecto, es bien conocido que los compuestos que contienen azufre son precursores en la formación de SO2 que, a su vez, termina transformándose en H2SO4 en aerosoles en la atmósfera. Muchas actividades naturales y antropogénicas liberan grandes cantidades de compuestos azufrados en la atmósfera, mayormente como disulfuro de metilo (CH3SCH3, DMS). Estos compuestos son fotooxidados durante el día por la acción del radical hidroxilo, produciendo mayormente dióxido de azufre y cantidades menores de ácido metilsulfónico, dimetilsulfóxido, y dimetilsulfona. Otros sulfuros un poco más complejos, como el etilmetilsulfuro o el sulfuro de dietilo se han encontrado en ambientes marinos y en suelos. Los métodos experimentales empleados serán FTIR y GC-FID y los cálculos teóricos emplearán métodos de orbitales moleculares y de funcionales de la densidad para calcular estructuras en los caminos de reacción. Asimismo, se determinarán las propiedades termodinámicas y las constantes de velocidad de reacción usando el método VTST de Truhlar.